Uwagi,
komentarze, pytania
Pracownia Chemii Strukturalnej Kwasów Nukleinowych
Instytut Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk
Noskowskiego 12/14, PL-61-704 Poznań
Prezentacja badań własnych i publikacji
Moje badania prowadzone w IChB PAN i w Strasburgu, (spisane również w doktoracie i ponad 10 publikacjach) obejmowały głównie analizę konformacyjną krótkich modyfikowanych dupleksów DNA oraz różnych domen RNA, w celu oceny wpływu nietypowych elementów strukturalnych na lokalną i globalną konformację cząsteczek, przy użyciu rozmaitych strategii symulacji mechaniki i dynamiki molekularnej, jak również licznych procedur dla analizy strukturalnej wyników oraz ich wizualizacji. Symulacje oparte były na polu siłowym Amber, a do poszczególnych etapów modelowania używałem programów: InsightII, Discover, Gaussian, Resp i AMBER. Podobnych technik używałem podczas stażu podoktorskiego w pracowni prof. Westhofa w Strasburgu, gdzie modelowałem fragment pętli E 5S rRNA. Badania te miały na celu zrozumienie mechanizmów stabilizacji tej cząsteczki przez dwu- i jednowartościowe kationy oraz ich wiązania do RNA [14,15].
Znaczna część moich prac poświęcona była tworzeniu procedur i strategii optymalizacji protokołu symulacji dynamiki molekularnej, jak też późniejszej analizie i wizualizacji wyników. Do najważniejszych strategii, które rozwijałem należy opis oddziaływań warstwowych w łańcuchach kwasu nukleinowego [2,8] oraz zastosowanie statystycznej analizy skupień do oceny stopnia wewnętrznej zbieżności konformacyjnej w obrębie uzyskanych trajektorii [1] (program SAHN). Ostatnio rozwijam nowy, interesujący wariant protokołu dynamiki molekularnej zwany "termocyklerem" [12], w którym model poddawany jest cyklicznemu podgrzewaniu i schładzaniu.
Jednym z tematów moich badań był wpływ wprowadzenia do dupleksu DNA pojedynczych modyfikowanych jednostek nukleozydowych na jego strukturę globalną i lokalną. Uzyskałem interesujące wyniki symulacji dynamiki molekularnej [7,8] dla jednostek alfa-anomerycznych w aspekcie własności parowania zasad oraz ogólnej stabilności dupleksu.
Inny kierunek moich badań obejmował symulację dynamiki molekularnej oraz analizę konformacyjną cząsteczek RNA zawierających regiony jednoniciowe. Modelowymi cząsteczkami były dupleksy RNA zawierające trójnukleotydowe wybrzuszenia adenozynowe [2,3,4,10] oraz cząsteczki wywodzące się z systemu TAR RNA wirusa HIV-1. Jednym z badanych zagadnień był wpływ modyfikacji jednostek purynowych do 2-aminopuryny na dynamikę konformacyjną regionu wybrzuszonego RNA. Ponieważ 2-aminopuryna stosowana jest jako sonda fluorescencyjna (emitująca niebieski sygnał) w badaniach strukturalnych kwasów nukleinowych, ważna staje się ocena jej własności w obrębie cząsteczki kwasu nukleinowego. Wyniki sugerują, że 2-aminopuryna praktycznie nie ma wpływu na konformację RNA, jeżeli zastępuje adeninę [2,5], natomiast jej wpływ jest różny od jednostki guaninowej [5]. Podobnie badałem możliwość wiązania kationu magnezowego do regionu wybrzuszenia TAR RNA [6,11]. Wyniki modelowania ukazują kilka możliwych miejsc wiązania, natomiast aktualne nasze dane z 19F NMR sugerują brak wiązania Mg2+ do tej cząsteczki.
Innym ciekawym polem badawczym są prace nad wzorcem hydratacji RNA, szczególnie jego regionów jednoniciowych [2]. Nasze wstępne wyniki wskazują na zauważalną korelację między konformacją tych obszarów a hydratacją poszczególnych atomów w ich obrębie. Obserwacje te są zgodne z koncepcją ujmującą wodę jako integralną część struktury RNA.
Lista dotychczasowych publikacji
